一種可實現小電流并能進行高精度調控的電鍍實驗平臺制造技術

一種可實現小電流并能進行高精度調控的電鍍實驗平臺屬于電鍍實驗技術領域。其結構包括電鍍電源、外加電阻、毫安級電流表、電鍍槽、電鍍溶液、電鍍陽極、電鍍陰極、電鍍溶液加熱裝置、電鍍溶液保溫裝置、電鍍溶液攪拌裝置、導線。相比實驗室條件下常用的電鍍實驗平臺，本實用新型專利技術提出的電鍍實驗平臺既可以在50mA以內的電鍍電流下工作，又可以在該電流尺度下精確地調控電鍍電流，能有效解決因樣品表面面積較小所致的很多情況下電鍍實驗所用電流密度與實際生產不相符問題，且具有結構簡單、易于操作、經濟成本低的優點。

【技術實現步驟摘要】
一種可實現小電流并能進行高精度調控的電鍍實驗平臺
本技術屬于電鍍實驗領域，涉及一種可實現小電流并能進行高精度調控的電鍍實驗平臺。
技術介紹
電鍍是指在含有預鍍金屬的鹽類溶液中，以被鍍基體金屬為陰極，通過電解作用，使鍍液中預鍍金屬的陽離子在基體金屬表面沉積出來，形成性能與基體不同的鍍層的一種表面加工方法。電鍍是一個電化學過程，可以提高金屬制品或零件的耐腐蝕性能、防護裝飾性能，例如鋼鐵表面鍍鋅、鍍銅、鍍鎳、鍍鉻等。另外，電鍍還可以修復金屬制品或零件的尺寸、賦予金屬制品或零件某種特殊的性能，例如，對于軸、齒輪等重要機械零件使用后的磨損，可通過鍍鐵或鍍鉻等方式修復其尺寸，對于賦予某種零件焊接性，可通過鍍錫來實現。顯然，電鍍技術對工業生產具有非常重要的意義。為了更好地利用電鍍技術，且保證電鍍完成后可獲得預期的鍍層，需要對電鍍設備、電鍍工藝、電鍍溶液、鍍層性能等方面進行大量研究。當前，在實驗室條件下進行這些方面的研究時，常需要在各種小型樣品的表面進行電鍍實驗。在這些樣品表面進行電鍍時，由于樣品表面的面積較小，在電鍍電流密度符合實際生產的情況下，相應地，所需的電鍍電流也比較小，在很多情況下，電鍍電流僅需達到50mA以內。然而，對于實驗室條件下常用的電鍍平臺，由于自身電阻的限制，電鍍過程中無法實現50mA以內的電鍍電流，故只能使用較大的電流進行電鍍，造成實驗所用電鍍電流密度與實際生產情況不符，使研究結果不具備足夠的說服力。即使極少數電鍍實驗平臺可以達到這樣小的電流，也會因所用電鍍電源電流值顯示精度的限制，而無法精確地對電鍍電流進行調控，同樣會造成實驗所用電鍍電流密度相比實際生產出現一定偏差。對于上述提到的問題，亟需開發一種電鍍實驗平臺，該平臺不僅可以實現50mA以內的電鍍電流，同時還可以實現在此電流尺度下電鍍電流的精確調控，使實驗所用電鍍電流密度與實際生產相符合。為此，本技術提出了一種可實現小電流并能進行高精度調控的電鍍實驗平臺。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種電鍍實驗平臺，該實驗平臺不僅可以在50mA以內的電鍍電流下工作，同時還可以在此電流尺度下實現對電鍍電流的精確調控，使實驗所用電鍍電流與實際生產相符合。為實現所述目的，本技術采用如下的技術方案:一種可實現小電流并能進行高精度調控的電鍍實驗平臺，由如下幾個部分組成，分別為電鍍電源、外加電阻、毫安級電流表、電鍍槽、電鍍溶液、電鍍陽極、電鍍陰極、電鍍溶液加熱裝置、電鍍溶液保溫裝置、電鍍溶液攪拌裝置、導線；所述電鍍電源是直流電源，優選為直流恒流恒壓源，其作用在于將工頻交流電轉換為直流電，為電鍍過程提供所需電能，電鍍電源開啟后，調節電源上相應的按鈕進而實現所期的電鍍電流；所述外加電阻優選為滑動變阻器或電位器，串聯在整個回路中，其作用在于增大電鍍過程中整個回路的電阻值，增大的阻值為100Ω～1000Ω，使得電鍍實驗平臺可以在50mA以內的電鍍電流下工作；所述毫安電流表為顯示電流精度達0.01毫安的四位LED數字顯示電流表，串聯在整個回路中，其目的在于彌補電鍍電源電流值顯示精度的不足，在50mA之內的電流尺度下，以0.01毫安的精度實時觀察監測電鍍電流，以便能夠對電鍍電流進行精確調控；所述電鍍槽優選為燒杯，其作用在于容納所需的電鍍溶液，并在其內完成電鍍過程；所述電鍍溶液應根據預鍍金屬的種類選擇，其作用在于提供預鍍金屬的離子，包括主鹽、導電鹽、活性劑、緩沖劑等；所述電鍍陽極、陰極分別為預鍍金屬、待沉積樣品，電鍍陽極的作用在于補充電鍍溶液中損失的預鍍金屬離子，電鍍陰極的作用在于在其表面完成預鍍金屬離子得到電子進而轉變為預鍍金屬的過程；所述電鍍溶液加熱裝置是能將電鍍溶液加熱到理想電鍍溫度的裝置；所述電鍍溶液保溫裝置是能將電鍍溶液溫度保持在理想電鍍溫度的裝置；所述電鍍溶液攪拌裝置是能對電鍍溶液進行攪拌進而使溶液成分、溫度均勻并能實現較高沉積速度的裝置；本技術選擇集熱式恒溫磁力攪拌器作為電鍍溶液的加熱、保溫、攪拌裝置；所述導線的作用在于將上述各部分串聯在一起，形成一個閉合的回路，以便電鍍電源開啟后在整個回路上實現電流的導通，進而實現電鍍過程；優選地，導線選擇銅芯導線；本技術的有益效果是：與實驗室條件下常用的電鍍平臺相比，本技術提出的電鍍實驗平臺既可以實現50mA以內的電鍍電流，又可以在此電流尺度下實現電鍍電流的精確調控，使得因樣品表面面積較小所致的很多情況下電鍍實驗所用的電流密度與實際生產無法符合問題得到了解決；此外，本技術提出的電鍍實驗平臺結構簡單，容易操作，也可通過對實驗室條件下常用的電鍍平臺進行改良而實現，經濟成本較低；附圖說明圖1：本技術實施例1中電鍍實驗平臺結構示意圖；圖2：本技術實施例2中電鍍實驗平臺結構示意圖；附圖標記說明：1—電鍍電源；2—滑動變阻器；3—毫安級電流表；4—燒杯；5—電鍍溶液；6—電鍍陽極；7—電鍍陰極；8—集熱式恒溫磁力攪拌器；9—銅芯導線；10—電位器；具體實施方式下面結合具體附圖和實施例對本技術作進一步說明。實施例1：一種可實現小電流并能進行高精度調控的電鍍實驗平臺，分別由電鍍電源(1)、滑動變阻器(2)、毫安級電流表(3)、燒杯(4)、電鍍溶液(5)、電鍍陽極(6)、電鍍陰極(7)、集熱式恒溫磁力攪拌器(8)、銅芯導線(9)組成，其結構如圖1所示；其中，電鍍電源為0～30V，0～5A連續可調的直流恒壓恒流電源；滑動變阻的最大電阻值為200Ω，且使用時將電阻置于最大值；毫安級電流表為顯示電流精度達0.01mA的四位LED數字顯示電流表；燒杯的容積為1000ml；電鍍溶液的體積為500ml，配方為硫酸亞錫50g·L-1，硫酸80g·L-1，β-萘酚0.8g·L-1，明膠2g·L-1；電鍍陽極是規格為10mm×10mm×2mm的錫塊；電鍍陰極是規格為5mm×5mm×1mm的銀片，其中，一個面積是5mm×5mm的表面為待鍍面；集熱式恒溫磁力攪拌器利用水浴將電鍍液加熱至30℃，并在此溫度下保溫，磁力攪拌器的攪拌子放入鍍液中進行攪拌，攪拌速度為1200轉/min；利用此電鍍實驗平臺進行銀片表面電鍍錫實驗時，可以實現2.5mA～7.5mA的電鍍電流，同時在此電流尺度下還能對電鍍電流進行精確調控；顯然，實驗所用的電鍍電流密度符合實際生產中電鍍錫常用的電流密度，即1A/dm2～3A/dm2，實施例2：一種可實現小電流并能進行調控的電鍍實驗平臺，分別由電鍍電源(1)、電位器(10)、毫安級電流表(3)、燒杯(4)、電鍍溶液(5)、電鍍陽極(6)、電鍍陰極(7)、集熱式恒溫磁力攪拌器(8)、銅芯導線(9)組成，其結構如圖2所示；其中，電鍍電源為0～20V，0～2A連續可調的直流恒壓恒流電源；電位器的阻值為1000Ω；毫安級電流表為顯示電流精度達0.01mA的四位LED數字顯示電流表；燒杯的容積為1000ml；電鍍溶液的體積極為500ml，配方為硫酸銦35g·L-1，硫酸鈉10g·L-1；電鍍陽極是規格為20mm×20mm×2mm的銦塊；電鍍陰極是規格為10mm×10mm×1mm的銅銀片，其中，一個面積是10mm×10mm的表面為待鍍面；集熱式恒溫磁力攪拌器利用水浴將電鍍液加熱至40℃，并在此溫度下保溫，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可實現小電流并能進行高精度調控的電鍍實驗平臺，其特征在于：包括電鍍電源、外加電阻、毫安級電流表、電鍍槽、電鍍溶液、電鍍陽極、電鍍陰極、電鍍溶液加熱裝置、電鍍溶液保溫裝置、電鍍溶液攪拌裝置和導線；所述導線將電鍍電源、外加電阻、毫安級電流表、電鍍槽、電鍍溶液、電鍍陽極、電鍍陰極、電鍍溶液加熱裝置、電鍍溶液保溫裝置、電鍍溶液攪拌裝置串聯在一起，形成一個閉合的回路。

【技術特征摘要】
1.一種可實現小電流并能進行高精度調控的電鍍實驗平臺，其特征在于：包括電鍍電源、外加電阻、毫安級電流表、電鍍槽、電鍍溶液、電鍍陽極、電鍍陰極、電鍍溶液加熱裝置、電鍍溶液保溫裝置、電鍍溶液攪拌裝置和導線；所述導線將電鍍電源、外加電阻、毫安級電流表、電鍍槽、電鍍溶液、電鍍陽極、電鍍陰極、電鍍溶液加熱裝置、電鍍溶液保溫裝置、電鍍溶液攪拌裝置串聯在一起，形成一個閉合的回路。2.根據權利要求1所述的一種可實現小電流并能進行高精度調控的電鍍實驗平臺，其特征在于：所述電鍍電源為直流電源，將工頻交流電轉換為直流電。3.根據權...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李曉延，姚鵬，梁曉波，李揚，金鳳陽，
申請(專利權)人：北京工業大學，
類型：新型
國別省市：北京,11